نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی
نویسندگان
1 کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی- بیومکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز
2 دانشیار، گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز
چکیده
پدال زدن با دوچرخة ثابت یکی از فعالیتهای فیزیکی پرکاربرد برای تقویت عضلهها است. عاملهای مختلفی بر عملکرد پدال زدن اثر میگذارند. هدف در این مطالعه، بررسی اثر تغییر سرعت پدال زدن و گشتاور مقاومتی اعمالی در برابر پدال زدن در محدودة محلهای ممکنة پدال زدن (از نظر سینماتیکی) بر فعالیت عضلهها و نیروهای مفصلی مچ پا، زانو و ران است. برای این منظور، از مدل بیومکانیکی حرکت انسان ارائهشده در نرمافزار انیبادی استفاده شد. توان مکانیکی پدال زدن در مقدار ثابت w 200 قرار داده شد. سرعت یا نرخ پدال زدن 40، 60، 80، 100 و rpm 120 و گشتاور مقاومتی اعمالی در برابر پدال زدن 0، 5، 10، 15 و Nm 20، در محدودة محلهای ممکنة پدال زدن درنظرگرفته شد. نتایج نشان داد که اگرچه محدودة محلهای ممکنة پدال زدن ازنظر سینماتیکی مناسب است، با تغییر سرعت پدال زدن و گشتاور مقاومتی اعمالی، تمام محلهای پدال زدن از این محدوده، بهدلیل فعالیت بیش از حد عضلهها (بیش از 95/0)، مناسب نیستند. در نرخ پدال زدن 80، 100 و rpm 120 با اعمال گشتاور مقاومتی 0 و Nm 5، بهطور تقریب تمام محلهای ممکنه مناسب هستند (فعالیت عضلهها کمتر از 95/0). با افزایش سرعت پدال زدن در یک سطح گشتاور مقاومتی ثابت، بخش بیشتر و با افزایش گشتاور مقاومتی اعمالی در یک سطح نرخ پدال زدن، بخش کمی از محدودة ممکنه، مناسب (فعالیت عضلهها کمتر از 95/0) است. نیروهای مفصلی با کاهش سرعت پدال زدن و افزایش گشتاور مقاومتی اعمالی، افزایش مییابند.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
The Effect of Pedaling Rate and Resistance against Pedaling in Feasible Pedaling Places on Leg Muscles and Joints Behaviors in Ergometer: A Parametric Study
نویسندگان [English]
- Elham Hazrati 1
- Mahmoud Reza Azghani 2
1 M.Sc, Biomedical Engineering-Biomechanics, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
2 Ph.D, Associate Professor, Biomechanics Department, Biomedical Engineering Faculty, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
چکیده [English]
Pedaling is one of the common physical activities for muscles strengthening. Pedaling performance is affected by various factors. The purpose of this study is investigating the effect of pedaling rate and resistance moment against pedaling in the feasible pedaling places (kinematics view) on the muscles activity and ankle, knee and hip joints forces. For this purpose, the biomechanical model of human movement system presented in AnyBody software, is used. The mechanical power of pedaling is deemed to constant (200 w). The Pedaling rate of 40, 60, 80, 100 and 120 rpm and the resistance moment of 0, 5, 10, 15 and 20 Nm, are considered in the pedaling feasible places. Results indicate that although the range of pedaling feasible places is proper by the kinematics view, however changing the pedaling rate and the applied resistance moment, all of the pedaling places from this range cannot be proper due to the excessive muscles activity (more than 0.95). In the pedaling rate of 80, 100 and 120 rpm by applying the resistance moment of 0 and 5 Nm, approximately all of the feasible places are suitable (muscles activity are less than 0.95). By increasing the pedaling rate in a constant resistance moment, the large part and reversely, by increasing the resistance moment in a constant pedaling rate, the small part of feasible range are appropriate. Joints forces increase with decreasing the pedaling rate and increasing the applied resistance moment.
کلیدواژهها [English]
- Pedaling
- Affecting Factors
- Musculoskeletal Model
- Inverse Dynamic Analysis
- Muscles Strengthening
- Joints Disorder